1.2 动量定理（课件）-2020-2021学年高中物理精品备课(2019人教版选择性必修一)

新人教版 选择性必修一 第一章 动量守恒定律 第2节 动量定理 新教材 新高考 新教材 新高考 课堂引入： 有些船和码头常悬挂一些老旧轮胎，主要的用途是减轻船舶靠岸时码头与船体的撞击。其中有怎样的道理呢？ 新教材 新高考 方法一：通过减小落地速度，从而减小鸡蛋所受的撞击力。如给鸡蛋增加减速装置，包括加个降落伞、气球等 方法二：通过增加缓冲时间，从而减小鸡蛋所受的撞击力。如给鸡蛋增加缓冲装置，包括加软质材料进行包装、三角支架等 鸡蛋撞地球 水泥地面 新教材 新高考 缓冲时间和物体质量一样时， 落地速度越大，撞击力越大。 落地速度和物体质量一样时， 缓冲时间越短，撞击力越大； 落地速度和缓冲时间一样时， 物体质量越大，撞击力越大。 水泥地面 水泥地面 水泥地面 泡沫垫 新教材 新高考 情境：假设在拉力 F 和阻力f 的共同作用下，质量为m的物块的速度由v1 变为v2 ，已知两力作用的时间为 t，试运用运动学公式和牛顿第二定律来表述加速度，联立两式消去加速度，找出力与质量和速度的关系。 冲量 动量 新教材 新高考 １.定义：作用在物体上的力和作用时间的乘积，叫做该力对这个物体的冲量I，用公式表示为 I=Ft 2.单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛·秒，符号是N·s 3.冲量是矢量：方向由力的方向决定，若为恒定方向的力，则冲量的方向跟这力的方向相同 4.冲量是过程量，反映了力对时间的积累效应 一.冲量 新教材 新高考         t0 F t O 由图可知F-t图线与时间轴之间所围的“面积”的大小表示对应时间t0内，力F0的冲量的大小。 思考与讨论 公式I=Ft中的F必须取平均值 F0 如果在一段时间内的作用力是一个变力，又该怎样求这个变力的冲量？ 新教材 新高考 新教材 新高考 新教材 新高考 例2.质量为m=2kg的物体，自倾角为=370的光滑斜面的顶端由静止滑下，已知斜面的长度为s=12m,g=10m/s2,物体由斜面的顶端下滑到底端的过程中.求: (1)重力做的功和重力的冲量 (2)支持力做的功和支持力的冲量 (3)合力做的功和合力的冲量 θ G N W G = mg ssin =144J IG=mgt= 40N.S 方向竖直向下 (2) W N= 0 IN=Nt= 32 N·s 方向垂直斜面向上 (3)W合=144J I合= mgsin  t = 24N.S 方向沿斜面向下 a= g sin=6m/s2 s=at2/2 t=2s 新教材 新高考 功与冲量的对比 功 冲量 定义式 意义 性质 特征 大小 Ｉ＝Ft（恒力） W＝Fscosθ（恒力） 力对位移的累积效果 力对时间的累积效果 矢量，正负表示方向 标量，正负表示力对运动起促进还是阻碍作用 过程量，对应一段时间，一段位移 功为零，冲量不一定为零 一个力的冲量为零，功不一定为零， 作用力与反作用力力的冲量为零，它们的总功不一定为零， 新教材 新高考 1.内容：物体在一个过程中始、末的动量的变化量等于它在这个过程中所受合力的冲量； 二.动量定理 2.表达式： 3.理解： （1）合冲量I （2）动量变化量△p I=F合t I=F1t1＋F2t2＋····· △p=mv'-mv v指的是对地速度 新教材 新高考 动量定理的适用范围 1、动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力，对于变力，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值； 2、动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难的计算问题转化为较易的计算问题； 3、动量定理不仅适用于宏观低速物体，也适用于微观现象和变速运动问题。 动量定理的优点：不考虑中间过程，只考虑初末状态。 新教材 新高考 例3.一个质量为 0.18 kg 的垒球，以 25 m/s的水平速度飞向球棒，被球棒击打后反向水平飞回，速 度的大小为 45 m/s。若球棒与垒球的作用时间为0.002 s，球棒对垒球的平均作用力是多大？ 新教材 新高考 新教材 新高考 例4. 一个质量为0.01kg的弹性小球，以10m/s的速度在光滑水平面上运动，撞到前方的竖直墙壁后以8m/s的速度反向弹回，设碰撞时间为0.01s，求球受到墙壁的平均撞击力。 解：以球为研究对象，研究球的碰撞过程 v F 以小球的初速度方向为正方向 I合=Ft △p=mv'-mv=0.01×（-8）-0.01×10=-0.18kg·m/s 由动量定理求 Ft=△p 球所受平均撞击力大小为18N，方向与初速度方向相反 mg